КРЕНЫ ЗДАНИЯ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

BUILDING ROLLS AND WAYS TO SOLVE THEM

Angelina Zolotukhina

Student, KRIZhT IrGUPS, Russia, Krasnoyarsk

Oleg Presnov

Scientific adviser, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor KRIZhT IrGUPS, Russia, Krasnoyarsk

Аннотация. В настоящей статье исследуются основные виды кренов зданий с разными их типовыми фундаментами. В работе определены наиболее перспективные и экономически целесообразные технические решения исправления кренов.

Abstract. This article examines the main types of building rolls with their different typical foundations. The paper identifies the most promising and economically feasible technical solutions for correcting rolls.

Ключевые слова: Строительство, замачивание оснований, выбуривание грунтов, крен здания, геодезические знаки.

Keywords: Construction, soaking of foundations, drilling of soils, roll of the building, geodetic signs.

Креном здания называют недопустимую деформацию любого строительного сооружения, в результате которой произошло отклонение оси симметрии здания от вертикали. Чаще всего этот дефект преследует сооружения башенного типа — высотные дома, дымоходные трубы, элеваторы, а также другие постройки с диспропорцией между высотой и площадью основания. Последствия крена могут быть как незначительными, так приводящими к полному обрушению строения. Крен может развиваться с разной скоростью, в зависимости от таких причин как: температурные деформации несущей конструкции и основания; неравномерная осадка основания, спровоцированная ошибками при определении несущей способности грунта; деформации под действием ветровой нагрузки; неравномерная осадка, спровоцированная прорывом грунтовых вод или смещением пластов почвы под действием природных факторов. В нормативных документах [1, 2] устанавливают допустимые величины крена в зависимости от класса ответственности здания. Рассчитываются они по специальным формулам после мониторинга и установления реальных значений. Наблюдение за кренами зданий проводится в течение всего периода их строительства и эксплуатации, включая периоды приостановки строительных работ и реконструкции.

Контроль за процессами развития кренов очень важен в ходе эксплуатации зданий и сооружений. Важно выявить деформацию на ранней стадии, когда её устранение будет наименее затратным. Для этого на здании или сооружении укрепляются геодезические знаки, а также приборы оптического и лазерного проектирования. Существует два вида реперов для наблюдения за подвижностью сооружений: грунтовые и стенные. Грунтовые крепятся на концах труб, заглубленных и забетонированных в коренную несжимаемую породу. Стенные устанавливаются в стены зданий на высоте 30–60 см от поверхности земли, чтобы всевозможные выступы не мешали установке приборов. Каждое здание, как правило, должно иметь минимум три геодезических знака, которые располагаются в виде равностороннего треугольника, охватывающего объект, причем располагают их так, чтобы на них не влияли транспорт и давление от самого сооружения. По установленным геодезическим знакам регулярно производят замеры, чтобы определить появление крена сооружения. Например, приборы лазерного сканирования позволяют автоматически и с высокой скоростью фиксировать отклонения от проектных решений. Недостатком является дорогостоящее оборудование и программное обеспечение для обработки данных [4]. Использование данных приборов позволяет эффективно выявить крен здания для дальнейшего его устранения.

Можно выделить 4 основных способа борьбы с кренами: высушивание набухающего грунта; частичная выемка грунта, посредством выбуривания; выравнивание объекта путем воздействия на его фундаментно-подвальную часть; замачивание основания фундамента.

Выравнивание сооружений методом организованной усадки набухающих грунтов производится путем их высушивания [5]. С целью ликвидации процессов набухания – усадки грунта в основании вокруг здания необходимо разработать траншею глубиной ниже подошвы фундамента. Следующим этапом траншею следует засыпать щебнем, а затем произвести обратную засыпку грунтом. По внешней стороне и по дну траншеи расположить слой рубероида для устранения фильтрации воды из траншеи в сторону, противоположную от здания. По углам траншеи сделать кирпичные смотровые колодцы для наблюдения за уровнем воды. Другой способ выравнивания производится с помощью частичной выемки грунта, которая осуществляется посредством выбуривания горизонтальными или наклонными скважинами с противоположной крену части фундамента. Во время выемки грунта рекомендуется приложить горизонтальную нагрузку к верхней части здания, что помогает воздействовать на грунт, уплотняя его и делая подошву фундамента более ровной.

Выравнивание объекта путем воздействия на фундаментно-подвальную часть объекта. Для исправления крена наиболее осевшей части здания применяются домкраты (ручные винтовые и гидравлические). Ручные винтовые домкраты используются для зданий грузоподъемностью от 5 до 20 т, а гидравлические от 60 до 200 т. Преимуществом гидравлического домкрата является не только его большая мощность, но и плавность подъема с постоянным контролем за величиной подъемной силы. Также возможно опускание строения за счет конструктивных систем, расположенных в цокольных несущих элементах. Такие системы включают в себя термопластические элементы (полимеры и др.) и регулирующие устройства, в которых в качестве удаляемой рабочей среды наиболее часто используется песок или вода. Данный способ применяется для современных зданий и сооружений [6–8].

Замачивание основания фундамента проводиться с использованием котлованов с противоположной стороны крена, часто с применением дренажной системы. В связи с этим происходит водонасыщение всей задействованной толщи, но часто невозможно проконтролировать некоторое растекание воды. Данный способ воздействует на характеристики грунтов основания в обширной области под фундаментом и требует более аккуратной и постепенной работы по замачиванию. На практике настоящий способ применяется не часто, но представляется более выгодным с экономической точки зрения.

Подводя итоги, можно сделать вывод о том, что вертикальность объекта является важной составляющей при строительстве и эксплуатации зданий, так как отклонения от оси, превышающей нормы, могут привести к нарушению эксплуатации здания и аварийным ситуациям. Систематические геодезические наблюдения позволяют оперативно оценивать устойчивость сооружения и назначать мероприятия по стабилизации скорости развития кренов и ликвидации причин их возникновения. Каждый из приведенных способов устранения крена эффективен, но наиболее рациональным для обычных грунтов является выбуривание скважинами с частичным замачиванием, так как воздействие на грунт осуществляется только в местах его удаления.